JPH11283009A - 衛星画像処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、人工衛星からの観測画像データを提
供する方法に関し、データ利用ユーザから、観測対象画
像を提供する際の希望する条件を受け付け、人工衛星か
らの観測画像データを受信後、前記の条件に適合するか
否かの判定を行い、適合した場合にのみ観測画像データ
を提供することを目的とする。 【解決手段】人工衛星等からの観測画像を利用するユー
ザにとっては、条件を満足した場合にのみデータがタイ
ムリー提供されるため、データ取得を効率化する事で
き、条件を満たした時期を迅速に知る事が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星からの画
像等のように、定周期に同一場所の観測画像が得られ、
あらかじめ設された条件に基づいてその観測画像間変化
部分を抽出し、変化が発生した場合にのみ観測画像デー
タを提供するようなデータ利用者へのサービス機能を有
する衛星画像処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の衛星画像処理システムは、リモー
トセンシング概論 （株）朝倉書店発行１９９０年５月
１０日初版第１刷編著者 土屋 清の４章 衛星データ
の受信，処理システムの４.１.１受信・処理システム構
成に記されているようにいくつかの設備（サブシステ
ム）から構成される。図２は従来の衛星画像処理システ
ムの構成図である。

【０００３】従来の人工衛星からの画像を利用する地球
観測情報受信・処理システムは、受信アンテナ２１を持
ち人工衛星２０から発信されるデータを受信する角度，
受信時刻を決定して受信し、これを高密度磁気テープ等
の媒体に記録するデータ受信サブシステム２２，記録し
たデータを保存管理するデータ保存サブシステム２３，
記録したデータを再生して、観測画像データ，処理に必
要なテレメトリーデータなどを取り込み、観測データに
含まれる幾何学的，ラジオメトリック歪を補正し、地図
投影法に従った画像データに変換して、計算機が扱える
記録媒体に出力するデータ処理サブシステム２４，媒体
の検査や補正処理結果の評価を必要に応じて行う検査評
価サブシステム２５，処理設備で出力された画像データ
を保存管理し、画像データ利用者２８の検索を可能とし
ている検索配布サブシステム２６，人工衛星に搭載され
ているセンサなどの観測機器の運用計画を立てるための
ミッション運用サブシステム２７から構成されている。

【０００４】上記のシステムでは、画像データ利用者
は、衛星画像処理システムの運用者の計画に基づいて観
測され保存されている画像データの検索のみが可能であ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来は、衛星画像処理
システムは、公的機関によって運用されているものがほ
とんどであったこともあり、人工衛星の運用計画は、運
用管理者により決定され、その結果として受信処理して
保存されている実績データを画像データ利用者が検索し
て希望するデータを注文していた。

【０００６】フランスのＳＯＰＴ ＩＭＡＥ社で打ち上
げられた商用衛星ＳＰＯＴでは、一部のオプションとし
て、取得時間や地域、さらに観測角度の条件を画像デー
タ利用者からプログラミング要求して注文するシステム
が存在していたが、何時提供されるかが明確で無いとの
問題もあった。

【０００７】一方、近年の傾向として人工衛星の打ち上
げが商用化され民間で運営されるケースが増えてきてい
る。また、人工衛星の搭載されるセンサも地上分解能の
高精度化が図られ、従来では捕えることの出来なかった
地上の地形を観測する事が可能となりつつある。

【０００８】これらの背景から画像データ利用者から
は、観測を希望する地域に何らかの変化、例えば地形の
形状に変化があった場合や植性に変化があった場合にの
み、観測データを入手したいとの要求があるが、従来の
衛星画像処理システムでは、前記の要求に対応するもの
が無かった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の課題に対応する為
に、従来の衛星画像処理システム構成に、画像データ利
用者から条件の入力，格納手段および観測画像が指定さ
れた条件に適合するか否かの判定手段を具備した。

【００１０】即ち、従来の衛星画像処理システム構成
に、画像データ利用者から条件の入力，格納手段を設け
ることにより、画像データ利用者から要求を衛星の観測
計画に反映できるようにした。

【００１１】観測画像が指定された条件に適合するか否
かの判定手段を設けることにより、観測された画像が、
画像データ利用者から条件に適合しているかの判定が可
能になった。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、一実施例
による衛星画像処理システムの構成図である。衛星画像
システムは、受信アンテナ１１を持ち人工衛星１０から
発信されるデータを受信する角度，受信時刻を決定して
受信し、これを高密度磁気テープ等の媒体に記録するデ
ータ受信サブシステム１２，記録したデータを保存管理
するデータ保存サブシステム１３，記録したデータを再
生して、観測画像データ，処理に必要なテレメトリーデ
ータなどを取り込み、観測データに含まれる幾何学的，
ラジオメトリック歪を補正し、地図投影法に従った画像
データに変換している。

【００１３】計算機が扱える記録媒体に出力するデータ
処理サブシステム１４，媒体の検査や補正処理結果の評
価を必要に応じて行う検査評価サブシステム１５，処理
設備で出力された画像データを保存管理し、画像データ
利用者１９からの検索や観測データ取得に関する要求条
件を受け付ける検索配布サブシステム１６，画像データ
利用者１９からの観測データ取得に関する要求条件を一
入力情報として、人工衛星に搭載されているセンサなど
の観測機器の運用計画を立案し、観測スケジュール情報
としている。

【００１４】この情報はデータ受信サブシステム１２を
介して衛星にコマンドを送信するミッション運用サブシ
ステム１７および観測後データ保存サブシステム１３に
保存された画像データに対して画像データ利用者１９か
らの観測データ取得に関する要求条件を基に対象画像の
選出を行い、更に、前記の要求条件に適合する変化判定
を行い、変化があれば検索配布サブシステムに通知する
対象画像変化判定サブシステム１８から構成されてい
る。

【００１５】図３は、一実施例による画像データ利用者
から観測データ取得に関する要求条件の受け付けから観
測データの提供までの手順を示すフローチャートであ
る。以下、この流れにしたがって詳細に説明する。

【００１６】まず、図１で示した画像データ利用者１９
は、広域ネットワーク、例えばインターネットとの接続
および検索配布サブシステム１６とネットワークを介し
ての交信が可能なソフトウェアを搭載可能な計算機、例
えばパーソナルコンピュータを保有しており、検索配布
サブシステム１６と画像データ利用者１９の保有してい
る計算機との間は、広域ネットワーク、例えばインター
ネットを介してオンラインで結ばれている。画像データ
利用者は、保有している計算機に搭載している検索配布
サブシステムとの交信ソフトウェアを用いて、観測デー
タ取得に関する要求条件を入力する（Ｂ.３０）。

【００１７】ここで、画像データ利用者が入力する観測
データ取得に関する要求条件は、例えば、図４に示した
テーブルように、観測する時刻，観測対象とする領域，
データ配布を指定周期毎とするか指定した変化条件に適
合した場合にのみ配布を受けるかの指定，指定周期毎に
データ配布を受ける場合の観測周期，変化条件を指定し
た場合の条件として、地形に変化があった場合か、植性
に変化があった場合か、または、観測領域に異物と判断
される物体を抽出した場合とするかの指定、変化条件を
指定した場合の条件として、全シーンにおける変化部分
の割合の指定等が上げられる。

【００１８】次に、図１で示した検索配布サブシステム
１６からミッション運用サブシステム１７に、画像デー
タ利用者１９から指定された観測データ取得に関する要
求条件が渡される。ミッション運用サブシステム１７で
は、観測データ取得に関する要求条件の観測する時刻，
観測対象とする領域，指定周期やデータ利用者のサービ
ス優先度等や、あらかじめ衛星の公称軌道を、緯度と経
度で等間隔に分割したＷＲＳ（World Reference Syste
m）と呼ばれる観測単位を基準とし、衛星に搭載されて
いる電源や画像記録レコーダ等の資源の配分等を判断情
報として、一日単位の観測スケジュール情報を作成し、
データ受信サブシステム１２を介して衛星にコマンドを
送信する。

【００１９】ＷＲＳは、経度方向をＰathＮＯ 、緯度方
向をＲowＮＯで分割し管理される（Ｂ.３１）。

【００２０】次に、図１で示したミッション運用サブシ
ステム１７で作成した、観測スケジュールを基に、デー
タ受信サブシステム１２で人工衛星１０から発信される
データを受信する角度，受信時刻を決定して受信し、こ
れを高密度磁気テープ等の媒体に記録し、データ保存サ
ブシステム１３で記録したデータを保存管理する(Ｂ.３
２）。

【００２１】次に、図１で示した処理サブシステム１４
において、データ保存サブシステム１３に保存している
記録したデータを再生して、観測画像データ，処理に必
要なテレメトリーデータなどを取り込み、観測データに
含まれる幾何学的，ラジオメトリック歪を補正し、地図
投影法に従った画像データに変換して、計算機が扱える
記録媒体に出力し、データ保存サブシステム１３で保存
管理する。この時、必要であれば検査評価サブシステム
１５で、媒体の検査や補正処理結果の評価を行う（Ｂ.
３３）。

【００２２】次に、図１で示した対象画像変化判定サブ
システムにおいて、データ利用者が入力した観測データ
取得に関する要求条件とデータ受信サブシステム１２で
記録され、データ保存サブシステム１３に保存されてい
る観測結果情報との突き合わせを行い、データ利用者が
希望している観測データが受信されたか否かを判定する
（Ｂ.３４）。

【００２３】次に、図１で示した対象画像変化判定サブ
システムにおいて、観測画像データの変化の有無を判定
し、変化が有った場合には、変化を抽出した観測画像を
データ保存サブシステム１３に出力する。また、検索配
布サブシステム１６にユーザ要求に対応した結果情報を
出力する（Ｂ.３６）。

【００２４】次に、図１で示した検索配布サブシステム
１６において、対象画像変化判定サブシステムから入力
したユーザ要求に対応した結果情報を参照し、ユーザ要
求に対応する観測画像が得られる場合は、画像データ利
用者の保有している計算機に搭載している検索配布サブ
システムとの交信ソフトウェアを用いて、ユーザ要求に
対応する観測画像が得られことを通知し、データ保存サ
ブシステム１３から対象画像を入力し、画像データ利用
者に媒体もしくは広域ネットワークを介して提供する
（Ｂ.３７）。

【００２５】図５は、一実施例による対象画像変化判定
サブシステムの構成図である。対象画像変化判定サブシ
ステムは、計算機の内部ネットワーク等を介して検索配
布サブシステムからユーザ要求を入力する手段５０，ユ
ーザ要求を格納管理するユーザ要求格納管理手段５１，
観測画像や変化抽出画像をモニタ画面等に表示するデー
タ表示手段５２，ユーザ要求への対応結果を検索配布サ
ブシステムに出力するユーザ要求対応結果出力手段５
３，データ保存サブシステムから観測画像を入力，変化
抽出画像を出力するデータ入出力手段５４，データ保存
サブシステムから観測した結果情報を入力する観測結果
入力手段５５，観測結果情報とユーザ要求とを突き合わ
せ対象となる観測画像を選出する対象画像選出手段５
６，選出した観測画像にユーザ要求で指定された条件に
適合するか否かを判定する対象画像変化判定手段５７、
およびこれらの各部の動作を制御する制御手段５８から
構成される。

【００２６】図６は、対象画像変化判定サブシステムの
一実施例によるユーザ要求入力からユーザ要求対応結果
通知までの手順を示すフローチャートである。以下、こ
の流れにしたがって詳細に説明する。

【００２７】まず、検索配布サブシステムから、図４に
示した画像データ利用者が入力する観測データ取得に関
する要求条件テーブルのような情報を入力する（Ｂ.６
０)。次に、Ｂ.６０ で入力した情報を対象画像変化判
定サブシステムの内部で管理する要求管理テーブルへ格
納する。この場合、ユーザの件数の増加や将来要求項目
が追加されることを想定し、データベースとして管理し
ておく（Ｂ.６１）。次に、データ保存サブシステムか
ら観測結果情報を入力する（Ｂ.６２）。

【００２８】次に、観測結果情報と要求管理テーブルの
突き合わせを行い、データ利用者が希望している観測デ
ータが受信されたか否かを判定する。この突き合わせ
は、要求管理テーブルに含まれている観測する時刻，観
測対象とする領域と観測結果情報に格納されている実観
測時刻と実観測位置に関する情報、例えば図４に示した
ＷＲＳのＰath Ｎo，ＲowＮoや観測シーンのシーン中心
の緯度経度との一致度を算出して、基準とした許容範囲
内に納まっているか、否かで判断する（Ｂ.６３)。

【００２９】次に、Ｂ.６３で対象画像が有ると判断さ
れ、かつ、Ｂ.６０で入力した情報で、データ配布条件
を変化条件に適合した場合と指定された場合は、データ
保存サブシステムから該当するシーンの最新観測画像デ
ータと以前に観測した画像データを入力する（Ｂ.６
４）。

【００３０】次に、入力した最新観測画像データと以前
に観測した画像データの複数の観測画像間での変化を抽
出する（Ｂ.６５）。Ｂ.６５の結果により、変化の有無
を判断し、(Ｂ.６６）変化が得られた場合は、結果を図
７に示すような変化判定結果テーブルに出力する。本テ
ーブルでは、ユーザの注文ＮＯに対応して、変化判定を
行い、変化の有る観測画像が得られるまで管理出来るよ
うな構成としている（Ｂ.６７）。

【００３１】次に、検索配布サブシステムへＢ.６３ で
得られた観測結果情報と要求管理テーブルの突き合わせ
結果およびＢ.６７ で得られた図７に示したような変化
判定結果テーブルの情報を出力する（Ｂ.６８）。

【００３２】図８は、対象画像変化判定サブシステムの
一実施例による最新と従来観測した画像データ間での変
化を抽出する手順を示すフローチャートである。以下、
この流れにしたがって詳細に説明する。

【００３３】まず、最新の観測画像データについて、雲
量がどの程度であるかの判定を行う。これは、雲量が多
い画像が観測された場合には、正しい変化の抽出が困難
であるために必要である。一般には、観測画像の輝度情
報を基に、雲域が、高い（明るい）輝度になることを利
用して判断される（Ｂ.８０）。

【００３４】次に、観測した画像間の位置ずれの補正を
行う。衛星は飛行中のゆらぎ等により、図１で示したデ
ータ処理サブシステム１４で補正処理を行っても、多少
の位置ずれが生じており、それを補正する必要がある。
この位置ずれを補正する方法は、例えば、特願平9−239
695 号「人工衛星画像等の位置ずれ補正方法および画像
処理装置」に示されている方法が有る（Ｂ.８１）。

【００３５】次に、位置ずれの補正を行った画像間で変
化を抽出するために差分を抽出する。差分は一般には、
画像間の演算（減算の絶対値を取る）が用いられている
が、前記の特願平9−239695 号「人工衛星画像等の位置
ずれ補正方法および画像処理装置」に示されている方法
もある。本処理によれば、図９に示した従来観測した観
測画像データ９０と最新の観測画像データ９１に見られ
る地形の変化９３を抽出し、変化部分９５を強調した変
化抽出画像９４が得られる（Ｂ.８２）。

【００３６】次に、Ｂ.８２ の処理結果により、変化の
有無を判定する(Ｂ.８３)。Ｂ.８３の判定で、変化無し
と判定した場合には、Ｂ.２８ の自動処理で十分に判定
されなかった可能性があるため、目視により、再度変化
に有無を確認する(Ｂ.８４）。

【００３７】Ｂ.８４ の目視判定での変化が認められな
い場合は、図７に示したような変化情報テーブルへ変化
無しを格納する（Ｂ.８４）。

【００３８】Ｂ.８９ では、変化情報有りとして、図７
に示したような変化情報テーブルへ変化有りを格納する
（Ｂ.８４）。

【００３９】

【発明の効果】以上の一実施例によれば、図１０に示す
ように画像データ利用者１０３が保有する、計算機、例
えばパーソナルコンピュータ１００に、画像データ利用
者が希望条件に基づき、例えば観測希望領域に変化が発
生した場合にのみ変化前の観測画像データ１０１，変化
後の観測画像データ１０２を提供するようなデータ利用
者へのサービスを実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の衛星画像処理システム構成を説明し
た図。

【図２】従来の衛星画像処理システムの構成を説明した
図。

【図３】本願発明の衛星画像処理システムにおける画像
データ利用者から観測データ取得に関する要求条件の受
け付けから観測データの提供までの手順を示すフローチ
ャート。

【図４】画像データ利用者が入力する観測データ取得に
関する要求条件のテーブルを説明した図。

【図５】本願発明の衛星画像処理システムにおける対象
画像変化判定サブシステムの構成を説明した図。

【図６】対象画像変化判定サブシステムの一実施例によ
るユーザ要求入力からユーザ要求対応結果通知までの手
順を示すフローチャート。

【図７】変化判定結果テーブルを説明した図。

【図８】対象画像変化判定サブシステムの一実施例によ
る最新と従来観測した画像データ間での変化を抽出する
手順を示すフローチャート。

【図９】従来観測した観測画像データと最新の観測画像
データに見られる地形の変化抽出を説明した図。

【図１０】画像データ利用者へのサービス内容を説明し
た図。

【符号の説明】

１０…人工衛星、１１…受信アナテナ、１２…データ受
信サブシステム、１３…データ保存サブシステム、１４
…データ処理サブシステム。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】衛星画像データを受信記録し、データ利用
   者に提供するシステムにおいて、データ利用者に対して
   観測対象画像を提供する際の希望する条件を受け付ける
   手段および前記の条件に適合するか否かの判定手段を具
   備し、人工衛星からの観測画像データを受信後、前記の
   条件に適合するか否かの判定手段を行い、条件に適合し
   た場合にのみ観測画像データを提供することを特徴とす
   る衛星画像処理システム。
2. 【請求項２】請求項１において、希望する条件を、受信
   する地域対象地域および地形変化の有無や植生変化の有
   無を条件とする衛星画像処理システム。
3. 【請求項３】請求項１において、データ利用者から希望
   する条件の受け付けおよび観測画像データ提供は、媒体
   もしくは広域ネットワークを介して行う事を特徴とする
   衛星画像処理システム。
4. 【請求項４】請求項１において、観測画像データ提供に
   際して、地形変化の有無や植生変化の有無が発生した場
   合には、変化の発生前と発生後の観測画像および変化抽
   出画像を提供し、データ利用者が前記のデータを表示し
   て比較可能とする事を特徴とする衛星画像処理システ
   ム。
5. 【請求項５】請求項１において、データ利用者に対して
   希望した条件の観測状況を定期的に提供することを特徴
   とする衛星画像処理システム。